C2000 Piccolo LanuchPad (4)

C2000 Piccolo LanuchPad (4) Łatwa obsługa szyny SPI Moduł peryferyjny SPI układu procesorowego F2802x/3x Piccolo ma prostą budowę, jednak jego wykorzystanie sprawia zazwyczaj kłopoty. Być może przyczyną jest jakby podwójne włączanie układów FIFO tego modułu peryferyjnego. I niezbyt czytelny opis w dokumentacji producenta. W artykule jest opisane ćwiczenie praktyczne z zastosowaniem biblioteki driverlib pakietu programowego control- SUITE oraz środowiska Code Composer Studio v5 i zestawu ewaluacyjnego C2000 Piccolo LaunchPad. Celem ćwiczenia jest poznanie i zastosowanie obsługi modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego serii F2802x Piccolo. Zastosowano przykładowy program z projektu Example_F2802xSpi_ FFDLB pakietu controlsuitev3. Ćwiczenie jest zorganizowane tak, że działania są wykonywane w kolejnych punktach i krokach uzupełnionych o szczegółowe opisy. Do wykonania ćwiczenia jest potrzebny komputer z zainstalowanym (darmowym) oprogramowaniem: Środowisko Code Composer Studio v5.3.0 firmy Texas Instruments [2, 4, 8, 9, 11]. Umożliwia tworzenie programów przeznaczonych dla procesorów serii Piccolo TMS320F2802x. Pakiet programowy controlsuite v3.1.3 firmy Texas Instruments [2, 4, 8, 9, 11]. Zawiera oprogramowanie firmware, biblioteki, opisy zestawów sprzętowych oraz projekty przykładowe dla wszystkich serii procesorów rodziny C2000. Platforma sprzętowa obejmuje następujące elementy: Zestaw ewaluacyjny C2000 Piccolo LaunchPad firmy Texas Instruments z układem procesorowym Piccolo TMS320F28027 firmy Texas Instruments (zawiera kabel USB-A USB-mini) [1, 7]. Moduł sprzętowy firmy Kamami [13] z układem scalonym MCP23S08 ekspandera szyny SPI firmy Microchip [15]. Przewody połączeniowe, standard złącza IDC (np. CAB_A firmy Kamami) [14]. Instalowanie i użytkowanie środowiska CCSv5 oraz pakietu programowego controlsuitev3 zostało opisane w artykule [2]. W folderze C:\home_dir komputera zostanie utworzony nowy folder work_spi. Wymagane są prawa dostępu (zapisu i modyfikacji) dla tej ścieżki dyskowej. Możliwe jest umieszczenie foldera home_dir na innym wolumenie dyskowym z prawami dostępu. Opisy Dane techniczne i parametry elektryczne modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego serii F2802x Piccolo są zamieszczone w dokumencie Texas Instruments TMS320F28027, TMS320F28026, TMS320F28023, TMS320F28022, TMS320-F28021, TMS320F280200, Piccolo Microcontrollers, Data Sheet [7]. Opis modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego serii F2802x Piccolo jest zamieszczony w dokumencie Dodatkowe materiały na CD/FTP: ftp://ep.com.pl, user: 63241, pass: 741obq51 Dotychczas w EP na temat zestawu ewaluacyjnego C2000 Piccolo LaunchPad: Zestaw ewaluacyjny C2000 Piccolo LaunchPad, EP 01/2013 C2000 Piccolo LanuchPad (1) Pierwszy program w środowisku programowym CCS v5, EP 02/2013 C2000 Piccolo LanuchPad (2) Łatwe programowanie z pakietem controlsuite, EP 03/2013 C2000 Piccolo LanuchPad (3) Łatwe programowanie do pamięci Flash, EP 04/2013 Pliki źródłowe: Piccolo_F2802x_.c, Piccolo_F2802x_.h oraz Example_2802xSpi_FFDLB.c (po modyfikacji) TMS320x2802x, 2803x Piccolo Serial Peripheral Interface (SPI) Reference Guide [12]. Dokładne omówienie budowy modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego serii F2802x Piccolo jest zamieszczone w książce Henryk A. Kowalski, Procesory DSP dla praktyków, BTC, Warszawa, 2011 [5]. Dokładne omówienie przykładowego projektu Example_F2802xSpi_FFDLB jest zamieszczone w książce Henryk A. Kowalski, Procesory DSP w przykładach, BTC, Warszawa, 2012 [6]. Skonfigurowanie modułu W module (fotografia 1) został zastosowany układ scalony ekspandera MCP23S08 firmy Microchip pracujący w standardzie łącza SPI [15]. Do poprawnej pracy programu ćwiczenia wymagana jest podstawowa (standardowa) konfiguracja przełączników płytki drukowanej modułu [13]: Założona zwora JP0 w pozycji 0 (JP0.1-JP0.2). Oznacza to bit adresowy A0=0. Założona zwora JP1 w pozycji 0 (JP1.1-JP1.2). Oznacza to bit adresowy A1=0. Oznacza to ustawienie adresu 0x40. Dołączanie modułu do zestawu C2000 Piccolo LaunchPad Dołącz moduł do zestawu ewaluacyjnego C2000 Piccolo LaunchPad. Uwaga! Połączenia należy wykonywać bez włączonego zasilania, czyli przy odłączonym kablu USB. Najlepiej najpierw połączyć masę obu płytek drukowanych. Zmniejszy to niebezpieczeństwo uszkodzenia układów ze względu na ładunki elektrostatyczne. Połączenia należy wykonywać przewodami z końcówkami zgodnymi ze standardem złącza IDC [14]. 97 097-103_piccolo(4).indd 97 2013-05-29 10:01:25

Kod głównej pętli for programu // infinite loop for(;;) { _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, 0x00); DELAY_US(1000000); // 1000ms // effect 1 for(output = 1; Output!= 0x20; Output <<= 1) { _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, Output); // Input= _ReadReg(DEV_ADDR, GPIO); } // effect 2 for(output = 1; Output < 0xF; Output <<= 1) { Output = 1; _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, Output); } // effect 3 for(counter = 0; Counter < 4; Counter ++) { Output = 0x55; _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, Output); Output = 0xAA; _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, Output); } } //for(;;) Tabela 1. Dołączenie modułu do zestawu C2000 Piccolo LaunchPad Płytka Płytka C2000 Piccolo LaunchPad Con2.6 (GND) J3.2 (GND) Con2.1 (V+) J3.1 (+3V3) Con2.5 (SCLK) J1.7 (SPICLK/ GPIO18) Con2.3 (MOSI) J2.6 (SPISIMOA/ GPIO16) Con2.4 (MISO) J2.7 (SPISOMIA/ GPIO17) Con2.2(SS) J2.2 (GPIO19/SPISEA) Con2.8 (INT) J1.5 (GPIO34) Con2.7 (RES) J1.8 (AIO2/ ADCINA2) Con3.1 (IO0) J6.1 (GPIO0) Con3.3 (IO1) J6.2 (GPIO1) Con3.5 (IO2) J6.3 (GPIO2) Con3.7 (IO3) J6.4 (GPIO3) Należy podać masę GND, zasilanie 3.3V trzy sygnały łącza SPI, dwa sygnały sterujące (SS, RES) i cztery sygnały danych (tab.1). Wybór skonfigurowania wyprowadzeń układu procesorowego F28027 Piccolo został zaznaczony kolorem. Fotografia 1. Płytka modułu Konfigurowanie zestawu C2000 Piccolo LaunchPad Po zainstalowaniu środowiska CCSv5 [2] można pierwszy raz dołączyć zestaw ewaluacyjny C2000 Piccolo LaunchPad [1] kablem USB do wolnego portu USB komputera. System Windows automatycznie rozpoznaje układ. Zostaną zainstalowane sterowniki systemu Windows dla emulatora XDS100v2 [6]. Należy poczekać aż system potwierdzi, że sprzęt jest gotowy do pracy. Do poprawnej pracy programu przykładowego jest wymagana podstawowa (standardowa) konfiguracja przełączników płytki drukowanej zestawu [1]: Założone zwory JP1 ( 3V3 ), JP3 ( 5V ) i JP2 ( GND ). Oznacza to zasilanie układu procesorowego z gniazda USB. Przełącznik S1 ( Boot ) skonfigurowany następująco: S1.1 - do góry (ON), S1.2 - do góry, S1.3 - do góry. W praktyce oznacza to bootowanie z pamięci Flash. Przełącznik S4 ( Serial ) skonfigurowany w pozycji do góry (ON). Oznacza dołączenie portu UART układu procesorowego do układu emulatora, a tym samym do wirtualnego portu COM na PC. Pliki źródłowe Do wykonania ćwiczenia potrzebny jest kod źródłowy zawarty w dodatkowych plikach Piccolo_F2802x_.c oraz Piccolo_F2802x_.h. Ponadto, zostanie zmodyfikowany kod w głównym pliku Example_2802xSpi_FFDLB.c projektu przykładowego. Pliki są zamieszczone na załączonym CD. Uruchomienie środowiska CCSv5 W oknie Workspace wpisz ścieżkę i nazwę foldera roboczego. Powinna być ona krótka i musi być zlokalizowana w miejscu, dla którego są uprawnienia dostępu (zapisu). Dla indywidualnej pracy jest proponowana ścieżka <C:/ home_dir>. Dla tego ćwiczenia proponowana jest nazwa foldera work_spi. Po kliknięciu na przycisk OK okna Workspace Launcher otwierane jest okno startowe środowiska CCSv5 (i ładowane są poszczególne elementy środowiska). Można to obserwować na pasku postępu. Może to trwać dosyć długo i należy koniecznie poczekać na zakończenie inicjalizacji środowiska przed rozpoczęciem dalszej pracy. Projekty przykładowe pakietu controlsuite W oknie TI Resource Explorer perspektywy CCS Edit jest pokazywana strona Welcome (w html). Zawiera ona graficznie menu główne. Istotne informacje są zgrupowane na stronie Home. Można ją otworzyć po kliknięciu oknie TI Resource Explorer na ikonkę Home. Po kliknięciu na odnośnik Examples jest pokazywane po lewej stronie okna drzewo dokumentacji i dostępnych projektów przykładowych. Jeśli jest pokazywana tylko jedna linia control- SUITE z gałęzią English to udostępnia ona dokumentację pakietu. Aby dodać przykłady należy na stronie Home kliknąć na odnośnik Configure Resource Explorer. W oknie dialogowym Package Configuration trzeba kliknąć na Add, wskazać folder C:\ti\controlSUITE i kliknąć OK. Nazwa controlsuite pojawi się w oknie wyboru i należy kliknąć OK. Po dłuższej chwili pojawi się w drzewie okna TI Resource Explorer druga linia controlsuite zawierająca pozycje: development kits, device_support oraz libs. Zastosowanie projektu Example_ F2802xSpi_FFDLB Dla pracy z rodziną F2802x Piccolo rozwiń w oknie TI Resource Explorer drugą pozycję controlsuite. Następnie należy rozwinąć drzewo controlsuite device_support f2802x v210 f2802x_examples. Potem trzeba kliknąć na nazwę wybranego projektu Example_F2802xSpi_ FFDLB. W prawym oknie zostanie wyświetlona instrukcja jak krok po kroku zbudować i uruchomić projekt. Krok1: Importowanie projektu Example_ F2802xSpi_FFDLB do CCS Krok1 umożliwia zaimportowanie wybranego projektu do CCSv5. Krok po kroku Kursy EP 98 097-103_piccolo(4).indd 98 2013-05-29 10:01:25

Kliknij na odnośnik kroku 1. Po poprawnym wykonaniu importowania drzewo projektu pojawia się w oknie Project Explorer i zielony znaczek jest pokazywany na prawo od linii nazwy kroku. Projekt Example_F2802xSpi_FFDLB został zaimportowany z kopiowaniem pliku Example_2802xSpi_ FFDLB.c do foldera roboczego projektu. Krok2: Budowanie projektu Example_F2802xSpi_ FFDLB Krok2 umożliwia wykonanie budowania wybranego projektu. Kliknij na odnośnik kroku 2. W oknie Console pokazywane są bieżące informacje o postępie budowania. W oknie Problems pokazywane są opisy błędów, ostrzeżeń i informacji. Po poprawnym wykonaniu budowania zielony znaczek jest pokazywany na prawo od linii nazwy kroku. W oknie Project Explorer rozwiń drzewo projektu i kliknij na jego nazwę. Został zbudowany projekt w konfiguracji budowania o nazwie RAM. Budowanie projektu Example_F2802xSpi_FFDLBzostało zakończone poprawnie. Został utworzony wynikowy plik binarny Example_F2802xSpi_FFDLB.out. Zostały jednak zgłoszone ostrzeżenia. Na razie są one nieistotne. Krok3: Definiowanie konfiguracji sprzętowego systemu docelowego Krok3 umożliwia zdefiniowanie konfiguracji sprzętowego systemu docelowego dla projektu. Pole Connection pokazuje typ none. Kliknij na odnośnik kroku 3. W oknie dialogowym Debugger Configuration rozwiń listę i wybierz pozycję Texas Instruments XDS100v2 USB Emulator. Kliknij OK. Pole Connection pokazuje teraz typ Texas Instruments XDS100v2 USB Emulator. Zielony znaczek check mark jest pokazywany na prawo od linii nazwy kroku. Utworzony plik konfiguracji sprzętowej TMS320F28027.ccxml jest teraz pokazany w gałęzi /target- Configs drzewa projektu w oknie Project Explorer. Jest on ustawiony jako Active/Default (aktywny i domyślny). Krok4: Uruchamianie sesji debugowej dla projektu Example_F2802xSpi_FFDLB Krok4 umożliwia uruchomienie sesji debugowej dla projektu. Dotychczas praca środowiska CCSv5 nie wymagała fizycznej obecności sprzętu docelowego. Wykonanie kroku 4 wymaga wcześniejszego dołączenia zestawu ewaluacyjnego C2000 Piccolo LaunchPad do komputera z zainstalowanym środowiskiem CCSv5. Kliknij na odnośnik kroku 4. Kliknięcie na odnośnik kroku 4 powoduje automatyczne rozpoczęcie sesji debuggowej podobnie jak po przyciśnięciu przycisku Debug. Wgląd w projekt Example_ F2802xSpi_FFDLB Zauważ, że praca programu została zatrzymana na pierwszej linii kodu funkcji main(). Otwórz okno Disassembly z menu View Disassembly. W tym oknie można dokładnie zobaczyć jak naprawdę pracuje układ procesorowy. Zapoznaj się z komentarzem na początku pliku Example_2802xSpi_FFDLB.c. Krótki opis projektu przykładowego oraz założenia i wymagania sprzętowe są zamieszczone na początku głównego pliku każdego projektu przykładowego z pakietu programowego controlsuite. Rysunek 2. Wpisywanie przez moduł Kliknij na przycisk Resume na pasku F28027 Piccolo nowej zawartości 0x08 peryferyjny SPI układu procesorowego narzędziowym okna do rejestru konfiguracyjnego IOCON (adres 0x05) układu scalonego MCP23S08 Debug. Program zostanie uruchomiony pod adresem 0x40 (zapis) na szynie SPI i nic się nie dzieje. Kliknij na przycisk Suspend na pasku narzędziowym okna Debug. Jeśli wykonanie programu zostało zatrzymane wewnątrz funkcji main() to kliknij na przycisk pracy krokowej Step Into na pasku narzędziowym okna Debug. W przeciwnym przypadku przejdź do następnego punktu. Jeśli wykonanie programu przeszło do wewnątrz wywoływanej w linii 130 funkcji z biblioteki driverlib to jest wyświetlany komunikat o niemożliwości uzyskania dostępu do pliku. Problem jest spowodowany wygenerowaniem biblioteki driverlib w lokalizacji innej niż standardowa ścieżka pakietu controlsuite (dokładne omówienie w [20]). Można doraźnie zaradzić problemom dostępu. Kliknij na przycisk Locate File. Wskaż ścieżkę C:\ti\controlSUITE\ device_support\f2802x\v210\f2802x_common\source. Kliknij na przycisk Step Return na pasku narzędziowym okna Debug. Problem zatrzymania wykonania programu w linii 130 jest spowodowany przez niepełną i nieprawidłową inicjalizację modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego w projekcie przykładowym. Linia kodu SPI_enable(mySpi); powoduje zwolnienie modułu peryferyjnego SPI ze stanu Reset i musi być ostatnią operacją przy inicjalizacji modułu peryferyjnego SPI. Zmiana nazwy projektu F2802xSpi_ Przełącz się do perspektywy CCS Edit. W oknie Project Explorer kliknij prawym przyciskiem myszy na linię nazwy projektu Example_F2802xSpi_ FFDLB. Z podręcznego menu wybierz z menu Rename. Wpisz nową nazwę F2802xSpi_ i kliknij OK. Zostanie również zmieniona nazwa foldera projektu w folderze roboczym projektu. Wykonaj samo budowanie projektu (bez ponownego startowania sesji debugowej). Kliknij na przycisk Build. Zauważ brak pytania czy załadować plik wynikowy kodu. Jest to spowodowane zmianą ustawienia ścieżki dostępu do pliku wynikowego. Nazwa foldera roboczego jest inna. Przełącz się do perspektywy CCS Debug. Załaduj kod wynikowy do układu procesorowego F28027 Piccolo. Kliknij na przycisk Load. W oknie Load Program kliknij na przycisk Browse project. 99 097-103_piccolo(4).indd 99 2013-05-29 10:01:26

Kliknij na projekt F2802xSpi_ oraz przycisk OK. W oknie Load Program kliknij na przycisk Browse i w folderze RAM wybierz plik Example_F2802xSpi_ FFDLB.out i kliknij przycisk Otwórz a potem OK. Zauważ, że nazwa pliku z kodem źródłowym oraz z wynikowym nie została zmieniona. Inicjalizowanie modułu peryferyjnego SPI Zmodyfikuj kod funkcji Spi_init() do postaci pokazanej w pliku Example_2802xSpi_FFDLB.c (po modyfikacji). Skopiuj całą zawartość kodu funkcji Spi_init(). W pierwszej linii kodu funkcji Spi_init() jest włączany zegar systemowy dla modułu peryferyjnego SPI. CLK_enableSpiaClock(myClk); Dalej została dodana linia SPI_reset(mySpi); Wymusza ona programowo wejście modułu peryferyjnego SPI w stan Reset. Powoduje zainicjowanie niektórych znaczników na wartości domyślne. Przed zmianą konfiguracji jest wymagane wprowadzenie do w stan Reset. Dopiero po zakończeniu konfigurowania modułu peryferyjnego można go wyprowadzić z tego stanu, czyli uruchomić. Gdy w trakcie uruchamiania programu zostanie wykonane polecenie Restart to nie powoduje ono zmiany ustawień rejestrów modułów peryferyjnych na domyślne. Nie robi tego również Reset programowy (patzr powyżej). Dlatego nie można zakładać, że mają one domyślną zawartość. Lepiej jest w trakcie inicjalizacji modułu peryferyjnego ustawić wszystkie istotne bity rejestrów sterujących w odpowiedni stan. Linia SPI_resetRxFifo(mySpi); powoduje wyzerowanie wskaźnika bufora FIFO odbiornika i zatrzymanie go w stanie Reset. W następnej linii SPI_setCharLength(mySpi, SPI_CharLength_8_Bits); została zmieniona długość słowa transmisji na 8 bitów. Rejestr danych (i FIFO) modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego Piccolo F2802x jest 16-to bitowy. Bity są wysuwane na szynę szeregową zaczynając od najbardziej znaczącego. Dlatego bajt nadawany trzeba przesunąć w lewo o 8 pozycji bitowych przed wstawieniem do rejestru danych. W przypadku odbioru należy wyzerować najbardziej znaczące 8 bitów słowa rejestru odbioru. SPI_setMode(mySpi, SPI_Mode_Master); moduł peryferyjny ustawiany jest do pracy jako master. Kolejne dwie linie SPI_setClkPhase(mySpi, SPI_ClkPhase_Delayed); SPI_setClkPolarity(mySpi, SPI_ClkPolarity_OutputRisingEdge_InputFallingEdge); określają typ ustawień zegara modułu peryferyjnego SPI. Został zastosowany typ zbocze narastające z opóźnieniem. Dana wyjściowa jest wystawiana pół cyklu przed pierwszym zboczem narastającym zegara SPICLK oraz na zboczu opadającym następnych cykli zegara. Dana wejściowa jest zatrzaskiwana na zboczu narastającym zegara SPICLK. Wyprowadzenie SPICLK jest wyzerowane, gdy nie są wysyłane dane. Można to zaobserwować na rys. 1. SPI_enableTx(mySpi); ustawiane jest zezwolenie na transmisję. Gdy moduł peryferyjnego SPI jest skonfigurowany jako master to domyślnie SPISIMOA jest ustawione w stan wysokiej impedancji. Dopiero ustawienie zezwolenia na transmisję powoduje dołączenie wyprowadzenia do modułu peryferyjnego. SPI_setBaudRate(mySpi, SPI_BaudRate_1_MBaud); Ustawiana jest szybkość transmisji. Wynosi ona: SPI Baud Rate = LSPCLK/4, dla SPIBRR = 0, 1, 2 SPI Baud Rate = LSPCLK/(SPIBRR +1), dla SPIBRR = 3 do 127 Domyślna częstotliwość zegara systemowego SY- SCLKOUT = 60MHz a szybkość zegara LSPCLK wynosi SYSCLKOUT/4. Dla zastosowanych ustawień szybkość zegara transmisji jest nieco większa niż deklarowany 1MHz (patrz rys. 1). SPI_setTxDelay(mySpi, 1); jest określany odstęp (opóźnienie) pomiędzy wysyłaniem słowa z bufora FIFO nadajnika do bufora TXBUF. Opóźnienie jest definiowane jako liczba cykli zegara SPICLK modułu peryferyjnego SPI. Bardzo to poprawia czytelność obrazu transmisji w trakcie uruchamiania z użyciem oscyloskopu (patrz rys. 1). Zakomentowana jest linia //SPI_enableLoopBack(mySpi); włączenia trybu pracy modułu peryferyjnego SPI z zapętleniem. Wtedy sygnał wyjściowy jest wewnętrznie dołączony do wejścia modułu peryferyjnego. Wyprowadzenia układu scalonego są odłączone. Tryb jest przydatny w trakcie testowania poprawności pracy modułu peryferyjnego. Kolejne linie kodu konfigurują pracę FIFO nadajnika i odbiornika. W linii SPI_enableChannels(mySpi); jest włączana praca nadajnika i odbiornika. W linii SPI_enableFifoEnh(mySpi); jest włączana praca FIFO nadajnika. Linie SPI_resetRxFifo(mySpi); SPI_resetRxFifo(mySpi); powodują wyzerowanie wskaźnika bufora FIFO nadajnika i odbiornika oraz zatrzymanie ich w stanie Reset. Linie SPI_enableTxFifo(mySpi); SPI_enableRxFifo(mySpi); powodują uruchomienie pracy FIFO nadajnika i odbiornika. W linii SPI_setPriority(mySpi, SPI_Priority_FreeRun); jest ustawiana praca swobodna (free) po przejściu układu procesorowego w tryb debugowania (np. dla obsługi pułapki). Oznacza dalsze kontynuowanie pracy. Ostatnia linia po zakończeniu konfigurowania modułu peryferyjnego SPI_enable(mySpi); Krok po kroku Kursy EP 100 097-103_piccolo(4).indd 100 2013-05-29 10:01:26

Wpis danych do modułu Funkcja Uint16 KAmodEXP2_WriteReg(Uint16 idx, Uint16 RegAddr, Uint16 RegValue) realizuje wpis danych do wskazanego rejestru układu scalonego MCP23S08 firmy Microchip zastosowanego w module firmy Kamami. Układ scalony MCP23S08 jest urządzeniem slave na szynie SPI. Jego adres slave zawiera pięć bitów stałych oraz dwa bity adresowe definiowane przez wyprowapowoduje wyprowadzenie modułu peryferyjnego SPI ze stanu RESET, czyli uruchomienie jego pracy. Próby projektu F2802xSpi_ Usuń definicję funkcji spi_fifo_init(); na końcu pliku. Zakomentuj linię (120) wywołania funkcji //spi_fifo_init(); // Initialize the SPI FIFOs W funkcji Spi_init() odkomentuj linię kodu SPI_enableLoopBack(mySpi); Wykonaj samo budowanie projektu (bez ponownego startowanie sesji debugowania). Kliknij na przycisk Build. Na pytanie czy załadować plik wynikowy kodu przyciśnij przycisk Yes. Przejdź do perspektywy CCS Debug. Ustaw pułapkę w linii (138) kodu sdata++; Dwukliknij na linię po lewej stronie od numeru linii kodu. Kliknij na przycisk Resume. Zatrzymanie wykonania programu w tej linii oznacza poprawną pracę. Moduł peryferyjny SPI wysłał jedno słowo danych na szynę SPI i odebrał jedno słowo danych o zawartości zgodnej ze słowem wysłanym (zapętlenie wewnętrzne). Dalsza rozbudowa projektu F2802xSpi_ Uzupełnij skonfigurowanie wyprowadzeń GPIO. Po istniejącym kodzie konfigurowania GPIO dodaj nowy kod. // modifications GPIO_setPullUp(myGpio, GPIO_Number_19, GPIO_ PullUp_Enable); GPIO_setQualification(myGpio, GPIO_Number_19, GPIO_Qual_Sync); GPIO_setHigh(myGpio, GPIO_Number_19); GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_19, GPIO_19_ GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_19, GPIO_Direction_Output); // GPIO as monitor of MCP23S08 I/O port state GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_0, GPIO_0_ GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_1, GPIO_1_ GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_2, GPIO_2_ GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_3, GPIO_3_ GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_0, GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_1, GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_2, GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_3, // GPIO as external Reset signal of MCP23S08 GPIO_setPullUp(myGpio, GPIO_Number_34, GPIO_ PullUp_Enable); GPIO_setHigh(myGpio, GPIO_Number_34); GPIO_setMode(myGpio, GPIO_Number_34, GPIO_34_ GPIO_setDirection(myGpio, GPIO_Number_34, GPIO_Direction_Output); Sprawdzić czy nie został w trakcie zmian wprowadzony błąd kodu. Zbuduj projekt. W perspektywie CCS Edit kliknij na przycisk Build. Nie ładuj kodu. Do foldera projektu C:\home_dir\work_SPI\ F2802xSpi_ dodaj (skopiuj) plik nagłówkowy Piccolo_F2802x_.h oraz plik kodu Piccolo_F2802x_.c. Sprawdź w perspektywie CCS Edit czy oba pliki zostały pokazane w drzewie projektu w oknie Project Explorer. Sprawdzić czy nie został w trakcie zmian wprowadzony błąd kodu. Zbuduj projekt. W perspektywie CCS Edit kliknij na przycisk Build. Nie ładuj kodu. Bez pośrednio po linii kodu spi_init(); wstaw nowy kod DELAY_US(3); // modifications _Reset(); _Init(); _WriteReg(DEV_ADDR, IOCON, 0x08); _WriteReg(DEV_ADDR, IODIR, 0x00); _WriteReg(DEV_ADDR, GPIO, 0x00); Bezpośrednio za blokiem instrukcji include na początku pliku wstaw nowy fragment // modifications #include.h #define DEV_ADDR 0 // Hardware addres of (JP0=0 JP1=0) //#define DEV_ADDR 1 //#define DEV_ADDR 2 //#define DEV_ADDR 3 Na początku funkcji main() dodaj blok deklaracji // modifications Uint16 Counter; Uint16 Output = 1, Input; Zbuduj projekt. W perspektywie CCS Edit kliknij na przycisk Build. Nie ładuj kodu. Sprawdzić czy nie został w trakcie zmian wprowadzony błąd kodu Wymień kod całej głównej pętli for(;;). Wstaw w to miejsce nowy kod (ramka) Uwaga! Ważne. W funkcji Spi_init() zakomentuj linię kodu SPI_enableLoopBack(mySpi); Zbuduj projekt. Kliknij na przycisk Build. Na pytanie czy załadować plik wynikowy kodu przyciśnij przycisk Yes. Zostały zgłoszone nowe ostrzeżenia. Na razie są one nieistotne. Zapoznaj się z kodem funkcji w pliku F2802xSpi_.c oraz definicjami w pliku F2802xSpi_.h. 101 097-103_piccolo(4).indd 101 2013-05-29 10:01:26

dzenia. Bit najmniej znaczący całego bajtu adresowego definiuje typ operacji: 0 oznacza zapis, 1- oznacza odczyt danych. Parametr idx podaje adres układu scalonego MCP23S08 Rysunek 3. Odczytywanie przez moduł na szynie SPI. Adres peryferyjny SPI układu procesorowego ten jest definiowany F28027 Piccolo zawartości (0x01) z do poziomem logicznym rejestru portu GPIO (adres 0x09) układu wejść A0, A1 układu scalonego MCP23S08 pod adresem 0x40 scalonego. Tak zdefiniowany zmienny (odczyt) na szynie SPI numer jest przesuwany w lewo o jeden bit i konkatenowany ze stałą częścią adresu na szynie wynoszącą 0x40. Na koniec jest uzupełniany bitem typu operacji zapisu (0). Parametr RefAddr podaje adres rejestru wewnętrznego układu scalonego MCP23S08. Jest on numerem od 0x00 do 0x0A. Parametr RegValue przekazuje wartość bajtu do wpisania do rejestru. Kompletna sekwencja wpisu danych do modułu ma szynie SPI jest pokazana na rysunek 2. W funkcji KAmodEXP2_WriteReg najpierw jest ustawiany aktywny (niski) poziom sygnału /CS. Jest to realizowane poprzez ustawienie poziomu wyjściowego wyprowadzenie GPIO skonfigurowane jako wyjście. Do FIFO nadajnika (rejestr SPIDAT) jest wpisywany bajt adresu 0x40 (zapis) układu scalonego MCP23S08. Dane do nadawania muszą być dosunięte lewostronnie, ponieważ rejestr danych (i FIFO) modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego Piccolo F2802x jest 16-to bitowy. Bity są wysuwane na szynę szeregową zaczynając od najbardziej znaczącego. Do FIFO nadajnika jest wpisywany bajt adresu rejestru konfiguracyjnego IOCON (adres 0x05) układu. Następnie do FIFO nadajnika jest wpisywany bajt danych (0x08). Po wpisaniu danych do FIFO nadajnika moduł peryferyjny SPI układu procesorowego Piccolo F2802x zaczyna automatycznie wystawiać sygnał zegarowy i wysyłać 8 bitów danych na szynę SPI. Następne dane (jeśli są) oczekują w FIFO nadajnika. Po czasie odstęp (opóźnienia) zdefiniowanym w module SPI jest wysyłane następne słowo danych. Gdy wszystkie trzy bajty danych zostały wysłane to w FIFO odbiornika czekają trzy słowa. Zawierają one przypadkową zawartość. Program oczekuje na ustawienie znacznika liczby odebranych słów na 3. Wtedy jest ustawiany nieaktywny (wysoki) poziom Rysunek 4. Transmisja konfigurowania rejestru konfiguracyjnego IOCON (adres 0x05), rejestru kierunku IODIR (adres 0x00) oraz rejestru portu GPIO (adres 0x09) układu scalonego MCP23S08 pod adresem 0x4 0 (zapis) na szynie SPI. sygnału /CS i jest wykonywane kasowanie ustawienia znaczników FIFO nadajnika i odbiornika. Odczyt danych z modułu Funkcja Uint16 _ReadReg(Uint16 idx, Uint16 RegAddr) realizuje wpis odczyt ze wskazanego rejestru układu scalonego. Parametr idx podaje adres układu scalonego MCP23S08 na szynie SPI. Adres ten jest definiowany poziomem logicznym wejść A0, A1 układu scalonego. Tak zdefiniowany zmienny numer jest przesuwany w lewo o jeden bit i konkatenowany ze stałą częścią adresu na szynie wynoszącą 0x40. Na koniec jest uzupełniany bitem typu operacji odczytu (1). Parametr RefAddr podaje adres rejestru wewnętrznego układu scalonego MCP23S08. Jest on numerem od 0x00 do 0x0A. Kompletna sekwencja odczytu danych z modułu ma szynie SPI jest pokazana na rysunek 3. W funkcji KAmodEXP2_ReadReg najpierw jest ustawiany aktywny (niski) poziom sygnału /CS. Jest to realizowane poprzez ustawienie poziomu wyjściowego wyprowadzenie GPIO skonfigurowane jako wyjście. Do FIFO nadajnika (rejestr SPIDAT) wpisywany jest bajt adresu 0x41 (odczyt) układu scalonego MCP23S08. Dane do nadawania muszą być dosunięte lewostronnie. Do FIFO nadajnika jest wpisywany bajt adresu rejestru portu GPIO (adres 0x09) układu MCP23S08. Następnie do FIFO nadajnika wpisywany jest bajt danych o dowolnej zawartości (0x00). Po wpisaniu danych do FIFO nadajnika moduł peryferyjny SPI układu procesorowego Piccolo F2802x zaczyna automatycznie wystawiać sygnał zegarowy i wysyłać 8 bitów danych na szynę SPI. Następne dane (jeśli są) oczekują w FIFO nadajnika. Po czasie odstęp (opóźnienia) zdefiniowanym w module SPI jest wysyłane następne słowo danych. Gdy wszystkie trzy bajty danych zostały wysłane to w FIFO odbiornika czekają trzy słowa. Dwa pierwsze odczytane słowa zawierają przypadkową zawartość. Ostatnie odczytane z FIFO odbiornika słowo 16-to bitowe zawiera przysłaną przez układ MCP23S08 zwartość 8-bitowego rejestru portu. Najbardziej znaczące 8 bitów zawiera przypadkową zawartość. Dlatego należy wyzerować najbardziej znaczące 8 bitów. Program oczekuje na ustawienie znacznika liczby odebranych słów na 3. Wtedy wykonywane są trzy odczyty danych z FIFO odbiornika. Ustawiany jest nieaktywny (wysoki) poziom sygnału /CS. Następnie wykonywane jest kasowanie ustawienia znaczników FIFO nadajnika i odbiornika. Inicjalizacja scalonego ekspandera MCP23S08 Pełna sekwencja inicjalizacji scalonego ekspandera MCP23S08 dla szyny SPI wykonywana w projekcie F2802xSpi_ jest pokazana na rysunek 4. Najpierw do rejestru konfiguracyjnego IOCON (adres 0x05) układu jest wpisywany bajt danych (0x08). Są to ustawienia zgodne z domyślnymi po operacji Reset. Następnie do rejestru kierunku IODIR (adres 0x00) układu jest wpisywany bajt danych (0x00). Oznacza to ustawienie wszystkich bitów portu układu MCP23S08 jako wyjścia. Na koniec do rejestru portu GPIO (adres 0x09) jest wpisywana nowa zawartość 0x00. Krok po kroku Kursy EP 102 097-103_piccolo(4).indd 102 2013-05-29 10:01:26

Uruchamianie projektu F2802xSpi_ Przełącz się do perspektywy CCS Debug. Kliknij na przycisk Resume. Program zostanie uruchomiony. Obserwuj diody D5-D2 na zestawie ewaluacyjnym C2000 Piccolo LaunchPad. Diody D5/4/3/2 są dołączone do wyjść bramek cyfrowych typu open- -drain dołączonych do wyprowadzeń GPIO3/2/1/0 układu procesorowego. Diody świecą dla niskiego poziomu logicznego na wyprowadzeniu. Do skonfigurowanych jako wejścia wyprowadzeń GPIO3/2/1/0 układu procesorowego dołączone są wyjścia bitów IO3/2/1/0 portu układu scalonego MCP23S08 (tabela 1). Tak więc diody na zestawie ewaluacyjnym C2000 Piccolo pokazują stan bitów portu ekspandera szyny. Diody prezentują trzy wzory świecenia: Efekt1: Do portu wpisywane są zera (świecą). Następnie jedynka jest wpisywana na pozycję zerową i przesuwana w lewo. Efekt2: Jedynki są wsuwane do bufora od pozycji zerowej w lewo. Efekt3: Na przemian jest wyświetlany wzór: świeci- -nie świeci oraz jego zanegowanie. Możliwości rozbudowy projektu F2802xSpi_ Projekt realizuje z odpytywaniem obsługę zależności czasowych pracy modułu peryferyjnego SPI układu procesorowego F28027 Piccolo. Jest to bardzo przydatny sposób podczas prezentacji działania modułu peryferyjnego SPI i debugowania jego pracy. Projekt w obecnej wersji realizuje minimalną obsługę funkcji udostępnianych przez moduł z układem scalonego ekspandera MCP23S08. Można wykorzystać zdolność zgłaszania przez układ ekspandera MCP23S08 zmian stanu wejść portu. Na jego wyprowadzeniu INT pojawia się wtedy poziom niski. Jego stan można odczytywać z użyciem wyprowadzenia GPIO34 układu procesorowego F28027 Piccolo. Na fotografii 5 pokazano zestaw C2000 Piccolo LaunchPad z dołączonym modułem. Fotografia 5. Zestaw C2000 Piccolo LaunchPad z dołączonym modułem. Bibliografia [1] Henryk A. Kowalski, Zestaw ewaluacyjny C2000 Piccolo LaunchPad, EP 01/2013 [2] Henryk A. Kowalski, Henryk A. Kowalski, C2000 Piccolo LanuchPad pierwszy program w środowisku programowym Code Composer Studio v5 EP/02/2013. [3] Code Composer Studio, strona produktu http://www.ti.com/ccs [4] controlsuite, strona pobierania http://www.ti.com/tool/controlsuite [5] Henryk A. Kowalski, Procesory DSP dla praktyków, BTC, Warszawa, 2011 http://ii.pw.edu.pl/kowalski/dsp/ book/ [6] Henryk A. Kowalski, Procesory DSP w przykładach, BTC, Warszawa, 2012 http://ii.pw.edu.pl/kowalski/dsp/ book/ [7] TMS320F28027, TMS320F28026, TMS320F28023, TMS320F28022, TMS320-F28021, TMS320F280200, Piccolo Microcontrollers, Data Sheet, SPRS523I, 31 Jul 2012 [8] F2802x Firmware Development Package USER S GU- IDE v. 210 [ f2802x-frm-ex-ug.pdf], pakiet controlsu- ITE [9] F2802x Peripheral Driver Library USER S GUIDE v. 210 [f2802x-drl-ug.pdf], pakiet controlsuite [10] TMS320x2802x/TMS320F2802xx Piccolo System Control and Interrupts Reference Guide (Rev. C) 29 Oct 2009, [SPRUFN3C] [11] controlsuite Getting Started Guide (Rev. B), SPRU- GU2B, 09 June 2011 [12] TMS320x2802x, 2803x Piccolo Serial Peripheral Interface (SPI) Reference Guide [SPRUG71B] [13], Adresowalny ekspander GPIO z interfejsem SPI www.kamami.pl [14] CAB_A, Przewody połączeniowe, www.kamami.pl [15] MCP23008/MCP23S08, 8-Bit I/O Expander with Serial Interface, Data Sheet (08/24/2007) www.microchip. com Henryk A. Kowalski kowalski@ii.pw.edu.pl 103 097-103_piccolo(4).indd 103 2013-05-29 10:01:26